Projekt 10752/01

Aufbau einer Pholtovoltaikanlage einschl. Demonstrationsmöglichkeit an der Wilhelm-Raabe-Schule

Projektdurchführung

Wilhelm-Raabe-SchuleArbeitsgemeinschaft Energiesparen
Feldstr. 30
21335 Lüneburg

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Einsatz von Photovoltaik als aktiver Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz im eigenen Schulgebäude. Die Anlage ist die Fortführung einer ganzen Reihe von Maßnahmen, die exemplarisch zeigen sollen, wie die Nutzer der Schule in erheblichem Maße zur CO-2-Reduktion an ihrem Arbeitsplatz beitragen können. Der vorausgegangene Bau einer kleinen PV-Demonstrationsanlage mit 51 W, angelegt als einjähriges Experiment, hat bereits die Größenordnung der durch die verfügbaren Dachflächen erreich-baren Deckungsrate durch PV an dieser Schule aufgezeigt (25 - 35%). Die nun (weitgehend im Selbstbau) zu errichtende netzgekoppelte Anlage soll Schüler- und Lehrerschaft die Möglichkeiten dieser Technik anschaulich und hautnah vermitteln; die Daten sollen regelmäßig in den Unterricht einbezogen werden.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDer Aufbau der Anlage erfolgt durch eine Arbeitsgemeinschaft unter der Anleitung eines Lehrers. Die einzelnen Arbeitsgänge werden dokumentiert und auf Stelltafeln im Schulgebäude ausgehängt, sodaß der Baufortschritt von allen verfolgt werden kann. Interessierte Schülerinnen und Schüler können jederzeit am Bau mithelfen. Eine Fachfirma überwacht die Bauausführung. Arbeitsschritte: Die Anlage wird auf Betonplatten montiert, die unter Zwischenlegung von Bautenschutzmatten frei auf dem Flachdach ruhen. Dazu werden von der AG 20 Platten 50 x 50 x 7cm auf das Dach getragen. Es folgt das Bohren der Platten und das Verschrauben der Dreiecksträger aus Leichtmetall. Anschließend werden die Trä-ger auf die Platten gedübelt und die Längsträger zur Aufnahme der Module angebracht. Danach werden 20 Solarex-Module in einer Reihe auf die Längsträger geschraubt und miteinander verdrahtet. Je 10 hintereinander geschaltete Module bilden einen String; die beiden entstehenden Strings werden parallelgeschaltet einem Wechselrichter zugeführt. Der Hochspannungsanschluß wird selbstverständlich von einem Elektriker ausgeführt. Über eine serielle Schnittstelle des Wechselrichters werden die Leistungs-kennwerte der Anlage einer Datenerfassungsanlage zugeführt. Sie besteht aus einem Datenlogger (Sunny Boy Control) der Firma SMA, an den ein Großdisplay (67 x 52 cm) angeschlossen ist, das die aktuelle Leistung der Solaranlage in Watt und die eingespeisten Energieerträge in kWh im Großformat an einer zentralen Stelle im Schulflur anzeigt.


Ergebnisse und Diskussion

Der Bau der Anlage begann im Frühjahr 97 und war (zunächst ohne Datenerfassungsanlage) im November abgeschlossen (Beginn der Einspeisung: 4.11.97). Bedingt durch weitere Fortschritte beim Energiesparen, durch weitere Sponsoren und selbst durchgeführte Sammlungen konnte das Projekt nach der erfolgten Anschubfinanzierung durch die Bundesstiftung Umwelt stark vergrößert werden: Es wurde eine zweite (gleichartige) 1 kW-Anlage dazugebaut, die im Jahre 1998 installiert wurde. Sie speist seit Juli 98 ins Netz ein. Insgesamt liegt nun also eine 2-kW-Anlage vor. Der Bau der Datenerfassungsanlage wurde deshalb noch aufgeschoben. Mittlerweile ist er jedoch ebenfalls kurz vor seiner Vollendung: Über ein 40m langes Datenkabel und eine RS 485-Schnittstelle werden die Meßwerte der beiden Wechselrichter in den zentralen Flur übertragen, dort im Datenlogger aus beiden Teilanlagen zusammengefaßt und auf das Großdisplay (Zifferngröße 57 mm) übertragen. Sämtliche Arbeiten wurden von der AG unter Aufsicht des Lehrers durchgeführt. Da die erste Anlage bereits über 1 Jahr lang läuft, können schon relativ genaue Aussagen über die Leistungsfähigkeit und die Deckungsrate gemacht werden. Die erste Teilanlage erzeugte im Jahre 1998 insgesamt 757 kWh und speiste sie ins Netz ein. In Anbetracht des extrem schlechten und in Norddeutschland vielfach bewölkten Wetters ist dieser Wert, der nur knapp unter dem Richtwert von 800 kWh für eine 1-kW-Anlage in Deutschland liegt, als sehr positiv zu bewerten. Da der zweite Anlagenteil mit dem ersten identisch ist, muß dieser Wert künftig verdoppelt werden, sodaß von einer jährlichen Einspeisung von 1600 kWh ausgegangen werden kann. Da die Schule durch Initiative der AG eine neue, energiesparende Beleuchtungsanlage bekom-men hat und außerdem ständig an das Nutzerverhalten appelliert wird, ist der elektrische Energiebedarf von 63000 kWh im Jahre 1995 inzwischen auf 32000 kWh zurückgegangen. Das bedeutet, daß die 2-kW-Solaranlage bereits eine Deckungsrate von 5 % erzielt. Dieser Wert macht Mut, in diesem Sinne fortzufahren; zumal es noch gewaltige, nach Süden orientierte Dachflächen gibt. Die AG hat im Jahr 1998 wegen ihrer Aktivitäten zum Energiesparen und wegen ihres Einsatzes zur Förderung regenerativer Energien den Bruno H. Schubert-Preis erhalten, der mit 10000 DM dotiert war. Zusammen mit weiteren Geldern aus dem Rückzahlungsbetrag der Stadt Lüneburg wegen der Energieeinsparungen besteht nun die Möglichkeit, das Projekt weiter zu vergrößern. Es könnte ein neuer 1 kW-Anlagenteil dazu gebaut werden, der dann an die vorhandene Datenerfassungsanlage einfach mit angeschlossen wird und die Leistung der Anlage weiter nach oben schraubt. Die AG-Schüler haben sich zum Ziel gesetzt, mindestens 10 % Solarstromanteil zu erreichen; das würde eine insgesamt 4-kW-Anlage bedeuten. Die Erweiterung auf 3 kW ist also finanziell bereits möglich und bedarf nun nur noch der Genehmigung durch die Behörden. Der Bau der bisherigen Anlage wurde in der Schule und in der Stadt mit Interesse verfolgt; es hat Presseberichte dazu gegeben. Der NABU (Naturschutzbund Deutschland) hat am 21.3.98 eine Veranstaltung zur Nutzung der Photovoltaik in der Wilhelm-Raabe-Schule abgehalten, auf der der AG-Leiter als Referent auftrat. Anschließend wurde die Anlage besichtigt. Die Aktivitäten der Wilhelm-Raabe-Schule zum Klimaschutz, insbesondere die Leistungsdaten der schuleigenen Solaranlage, fließen durch die Teilnehmerschaft des AG-Leiters beim Runden Tisch Agenda 21 in die örtliche Agenda-Arbeit mit ein. So hat sich der Runde Tisch bereits des Themas erhöhter Einspeisevergütungen für Solarstrom angenommen. Insgesamt läßt sich festhalten, daß durch die finanzielle Unterstützung der Bundesstiftung Umwelt ein bedeutendes schulisches Projekt anlaufen konnte. Für andere Schulen, die etwas ähnliches planen, kann noch ein Tip weitergegeben werden: Häufig werden die Wechselrichter, um sie z.B. vor Beschädigung zu schützen, in Fachräumen installiert. Das wurde auch bei uns so ge-macht, doch machen die Geräte Nebengeräusche, die beim Unterricht und bei Klassenarbeiten sehr stören können. An unserer Schule wurden die Geräte daher noch einmal komplett umgebaut in einen Flur. Dies war eine Menge überflüssiger Arbeit, die man hätte vermeiden können.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Der Bau der Anlage sowie die Hintergründe und Zielsetzungen dieses Projekts der AG Energie und Umwelt der Raabe-Schule wurde bereits in zwei Presseartikeln der Lüneburger Landeszeitung mit Photos ausführlich dokumentiert; ferner fand ein Vortrag mit Besichtigung statt (NABU-Veranstaltung).


Fazit

Die Realisierung dieses Projektes hat eine Gruppe von Schülerinnen und Schülern mit ihrem Lehrer über Jahre hinweg in ihren Bann gezogen und zur Identifikation mit den Zielen einer nachhaltigen und zukunftsfähigen Wirtschaftsweise beigetragen. Durch die ausgezeichnete Visualisierung mit Hilfe elek-tronischer Anzeigegeräte bietet die Funktion der Anlage die ständige Möglichkeit zur Auseinanderset-zung mit der Problematik des Energieverbrauchs für alle Nutzer des Gebäudes. Die Verzahnung der bisherigen Aktivitäten beim Energiesparen mit dem Einsatz regenerativer Energien demonstriert deutlich die Möglichkeiten künftigen Wirtschaftens. Die Bundesstiftung Umwelt hat mit der Anschubfinanzierung einen wesentlichen Grundpfeiler für dieses Projekt gelegt.